Kognitiivinen tehostaminen mallipohjaisella ja yksilöllisellä neurostimulaatiolla

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on verrata erilaisten transkraniaalisen sähköstimulaation (tES) protokollien vaikutuksia sekä EEG- että käyttäytymismarkkereihin, jotka liittyvät tarkkaavaisuuteen ja kognitiiviseen hallintaan. Molempia tavanomaisia ​​tES-protokollia (tDCS, tACS) verrataan räätälöityihin stimulaatioaaltomuotoihin, jotka on johdettu yksilöllisestä kokoaivojen hermomallista (MINDy), sekä vale- tai ei-stimulaatiojaksoihin.

Ei-invasiivisilla aivostimulaatiomenetelmillä on suuri lupaus interventioon, joka parantaa ihmisten kognitiivista ja aivotoimintaa sekä kliinisesti vammaisissa että jopa terveissä nuorissa aikuisissa. Transkraniaalinen sähköstimulaatio, joka tunnetaan nimellä tES, viittaa menetelmien perheeseen, jotka käyttävät edullisia tekniikoita ja sisältävät matalan intensiteetin virtoja, jotka ovat turvallisia ihmisille ja joihin liittyy minimaalinen sivuvaikutusten tai haittatapahtumien riski. Perinteisiä lähestymistapoja, joissa käytetään kiinteitä tasavirtoja (tDCS) tai vaihtovirtoja kiinteällä värähtelytaajuudella (tACS), on käytetty laajalti sekä perustutkimuksen työkaluna että kliinisenä interventiona. Nykyinen kirjallisuus kuitenkin viittaa siihen, että tES voi olla tehokkaampi, kun sitä käytetään stimulaatioprotokollien kanssa, jotka ovat: 1) henkilökohtaisia ​​(eli aivojen anatomian ja toiminnan yksilöllisiä eroja kunnioittaen); ja 2) saanut tietoa mekanismeista, jotka ohjaavat aivojen verkoston aktivaatiodynamiikkaa ja vuorovaikutuksia.

Tutkijat käyttävät yhden ryhmän mallia, jossa 60 tervettä nuorta aikuista saavat erilaisia ​​stimulaatioprotokollia (plus 10–12 lisätestausvaiheessa), jotka satunnaistetaan koehenkilön sisällä kumman tahansa lepotilan aikana (tavoitteet 1, 2). ) tai kognitiiviset tehtäväolosuhteet (tavoite 3), kun taas aivojen toimintaa seurataan elektroenkefalografialla (EEG). EEG-tallennusjaksojen aikana stimulaatiojaksot sekoittuvat satunnaisesti vale- tai ei-stimulaation aikakausiin, jolloin osallistujat peitetään tilan mukaan. Lisäksi tavanomaisia ​​stimulaatioprotokollia (tDCS, tACS) verrataan räätälöityihin stimulaatioaaltomuotoihin, jotka on johdettu yksilöllisestä kokoaivojen hermomallista.

Tutkimus koostuu kahdesta noin tunnin mittaisesta EEG+tES-istunnosta, jotka suoritetaan eri päivinä.

Tuloksia arvioidaan erilaisten EEG-markkerien perusteella, mukaan lukien spektrivoima sekä stimulaatiokohdassa että kohdeaivoverkostoissa, jotka liittyvät huomioimiseen ja kognitiiviseen ohjaukseen (frontoparietaaliset [FPN] ja oletustilan [DMN] verkot). Käyttäytymissuorituskykyä arvioidaan myös vakiintuneella kokeellisella tehtävällä (AX-CPT), joka manipuloi huomion ja kognitiivisen ohjauksen vaatimuksia keskeisten tarkkuuden ja reaktioajan suorituskykyindeksien suhteen.